Question

【題目】將一定質量的鐵、氧化鐵、氧化銅的混合物粉末放入100mL 4.40 mol/L鹽酸中，充分反應后產生896 mL H2（標準狀況），殘留固體1.28g。過濾，濾液中無Cu2＋。將濾液加水稀釋到200mL，測得其中c（H＋）為0.400mol/L。則原混合物中單質鐵的質量是 （ ）

A. 2.24g B. 3.36g C. 5.60g D. 10.08g

Answer 1

【答案】C

【解析】

分析:反應后溶液中還有較多H＋離子剩余,且濾液中沒有Cu2＋,可以知道殘留物沒有Fe,只有Cu,而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe3+，溶液中陽離子為H＋和Fe2+，參加反應的HCl中的H元素轉化到氫氣、水中，根據(jù)H原子守恒，計算混合物中O原子物質的量，根據(jù)Cu元素守恒計算n(CuO)，再根據(jù)O原子守恒計算n(Fe2O3),根據(jù)m=nM計算氧化鐵的質量。

反應后溶液中還有較多H＋離子剩余，且濾液中沒有Cu2＋，可以知道殘留物沒有Fe，只有Cu，而Cu可以殘留說明溶液中沒有Fe3+，溶液中陽離子為H＋和Fe2+，反應后剩余n(H+)=0.4nol/L×0.2L=0.08mol，原溶液中n(HCl)=4.4mol/L×0.1L=0.44mol，參加反應的HCl中的H元素轉化到氫氣、水中,

根據(jù)H原子守恒,2n(H2O)+2n(H2)=n總(HCl)-n余(H+)，即2n(H2O)+2=0.44mol-0.08mol，n(H2O)=0.14mol故混合物中n(O)= n(H2O)=0.14mol，
由銅元素守恒,則n(CuO)=n(Cu)==0.02mol，

由O原子守恒:3n(Fe2O3)+ n(CuO)=0.14mol，則n(Fe2O3)=0.04mol，

由Cl原子守恒，濾液中溶質為FeCl2和剩余HCl，2n(FeCl2)+n余(HCl)=n總(HCl)，即2n(FeCl2)+0.08mol=0.44mol，n(FeCl2)=0.18mol,

由Fe原子守恒，原混合物中鐵的物質的量：n(Fe)+2n(Fe2O3)=n(FeCl2), n(Fe)=0.18mol-0.04mol×2=0.10mol, m(Fe)=0.10mol×56g/mol=5.60g，

所以C選項是正確的。